THIẾT kế KHAI THÁC các THÂN dầu TRONG đá MÓNG nứt nẻ p2

Vietsovpetro & Idemitsu Seminar2.2 Trật tự thiết kế + Trong quá trình thiết kế khai thác mỏ, cần tiến hành các bước sau : Bước I + Tiến hành nghiên cứu chi tiết về địa chất - vật lý cấu

Trang 1

Vietsovpetro & Idemitsu Seminar

CHƯƠNG II

THIẾT KẾ KHAI THÁC CÁC THÂN DẦU

TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺTHIẾT KẾ KHAI THÁC CÁC THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ

Trang 2

• Để tiến hành thiết kế khai thác các mỏ dầu, khí cần

phải nghiên cứu các số liệu địa chất, cấu trúc thân dầu

và trữ lượng của mỏ; số liệu về dầu vỉa v.v Trên cơ sở

những thông tin có được, thực hiện công tác thiết kế

khai thác mỏ

Mục đích

• Việc thiết kế khai thác phải đảm bảo mục đích thu hồi

dầu ở mức tối đa theo diện tích và theo chiều dày hiệu

dụng, đảm bảo khai thác ổn định và có hiệu quả kinh

tế

THIẾT KẾ KHAI THÁC CÁC THÂN DẦU TRONG ĐÁ MÓNG NỨT NẺ

Trang 3

2.1 Những nguyên tắc chung về thiết kế khai thác

Để thiết kế khai thác một mỏ cần tuân theo những nguyên tắc

sau:

1 Phân chia đối tượng khai thác, trật tự đưa các đối tượng vào

khai thác, lựa chọn hệ thống khai thác.

+ Phân chia mỏ theo các đối tượng khai thác (Mioxen, Oligoxen

và Móng), lập kế hoạch đưa các đối tượng vào khai thác;

+ Thiết lập hệ thống giếng khoan (giếng khai thác, giếng bơm ép) phù hợp với đối tượng khai thác;

+ Lịch khoan giếng và thời gian biểu đưa giếng vào hoạt động

+ Hệ thống giếng khoan (theo dãy, theo cụm, theo mạng 5 điểm, 7 điểm, 9 điểm v.v.);

+ Hệ thống giếng bơm ép.

Trang 4

2 Các phương pháp và chế độ làm việc của giếng; lựa

chọn thiết bị của giếng.

Mỗi đối tượng được xác định chế độ khai thác cụ thể:

+ Khai thác ở chế độ tự nhiên;

+ Khai thác ở chế độ có bơm ép duy trì áp suất vỉa;

Chế độ làm việc của giếng:

+ Khai thác tự phun;

+ Khai thác gazlift;

+ Khai thác với sự trợ giúp của bơm ngầm

Trang 5

3 Mức khai thác và nhịp độ thu hồi dầu, khí, nước đồng hành;

bơm ép nước.

+ Mức khai thác được xác định cho từng năm, phù hợp với khả

năng cho dầu của đối tượng và điều kiện kỹ thuật;

+ Nhịp độ thu hồi dầu, khí, nước đồng hành để thực hiện kế

hoạch khai thác;

+ Bơm ép nước (khí, bơm hơi nóng, nước nóng v.v.) để duy trì áp suất vỉa;

4 Nâng cao hiệu quả hệ thống khai thác bằng bơm ép nước;

5 Thu gom và vận chuyển sản phẩm khai thác;

6 Hệ thống duy trì áp suất vỉa

7 Thiết kế giếng khoan, khoan giếng, mở vỉa;

8 Các biện pháp bảo vệ môi trường;

Trang 6

2.2 Trật tự thiết kế

+ Trong quá trình thiết kế khai thác mỏ, cần tiến hành các bước sau :

Bước I

+ Tiến hành nghiên cứu chi tiết về địa chất - vật lý cấu trúc thân dầu, các

tính chất vật lý của các đá và chất lưu, chế độ làm việc của vỉa và thiết lập

các điều kiện để giếng làm việc.

Bước II

+ Trên cơ sở kết quả bước I, bằng những tính toán thuỷ động hay mô hình

hoá, xem xét trong các điều kiện địa chất cụ thể, quá trình khai thác thân

dầu diễn ra như thế nào với các phương án thiết kế và các chỉ số công nghệ

cơ bản tương ứng với từng phương án

Bước III

+ Từ kết quả tính toán các phương án thiết kế, đánh giá hiệu quả kinh tế của

hệ thống khai thác và xác định các chỉ số công nghệ của hệ thống khai thác

tương ứng

Việc lựa chọn phương án khai thác được xác lập trên cơ sở đáp ứng các yêu

cầu kỹ thuật và kinh tế.

Trang 7

thác mỏ, giai đoạn II thực hiện: thiết kế công nghệ khai thác mỏ

Sơ đồ tổng thể công nghệ khai thác mỏ thực hiện các nhiệm vụ kỹ thuật sau:

chọn hệ thống khai thác.

định hướng mức khai thác hợp lý, hệ thống giếng khai thác và bơm ép

thác.

hành tổ hợp nghiên cứu giếng.

Sơ đồ tổng thể công nghệ khai thác mỏ có thể thiết lập cho nhiều đối tượng

khai thác cũng như cho một đối tượng khai thác độc lập

Trang 8

Trong sơ đồ tổng thể công nghệ khai thác mỏ sẽ thực

hiện:

tổng thể, các tính chất vật lý của vỉa sản phẩm.

2 Xác định mức khai thác dầu, khí hợp lý của toàn mỏ và của từng vỉa riêng

rẽ hay diện tích khai thác độc lập, phương pháp duy trì áp suất vỉa và trật tự đưa giếng giếng khai thác và bơm ép vào hoạt động

3 Dự kiến khối lượng tận thăm dò mỏ, chuẩn bị cho khai thác.

4 Xây dựng kế hoạch khai thác thử nghiệm các giếng khoan thăm dò và tiến hành tổ hợp nghiên cứu giếng.

5 Biện luận nhiệm vụ kỹ thuật thiết lập thiết kế khai thác mỏ.

Sơ đồ tổng thể công nghệ khai thác mỏ thường được thưc hiện 5 năm một lần (mỏ Bạch Hổ) và được tiến hành một số lần trước khi xây dựng thiết kế công nghệ mỏ

Trang 9

Nhiệm vụ của thiết kế công nghệ:

2 Chính xác hoá sản lượng dầu, khí và nước đồng hành; khối lượng nước bơm

ép cho từng giai đoạn khai thác;

3 Xác định các điều kiện và chế độ làm việc của các giếng và phương pháp

khai thác;

4 Xác định các điều kiện và chế độ làm việc của các giếng bơm ép

5 Xác định thời gian hoạt động của các giếng và cả quá trình hoạt động của

thân dầu.

6 Xác định khối lượng kiểm soát, phương pháp kiểm soát khai thác của các

giếng và của cả thân dầu;

7 Xác định các yêu cầu chính của cấu trúc giếng, mở giếng vào tầng sản phẩm;

8 Xác định các chỉ số kinh tế của hệ thống khai thác.

Trang 10

2.3 Lựa chọn các sơ đồ khai thác và duy trì áp suất vỉa

+ Việc khai thác các mỏ dầu có thể thực hiện ở chế độ năng

lượng vỉa tự nhiên và ở chế độ có duy trì áp suất vỉa

+ Khai thác các mỏ dầu ở chế độ năng lượng vỉa tự nhiên

thường có hệ số thu hồi dầu thấp, mỏ kết thúc hoạt động sớm

+ Vì vậy trong thiết kế khai thác các mỏ dầu, phương án khai

thác ở chế độ tự nhiên được xem là phương án cơ sở đầu tiên

nhằm đánh giá hiệu quả của các phương án có duy trì năng

lượng vỉa

Trang 11

■ Khai thác ở chế độ tự nhiên chỉ có hiệu quả trong trường hợp nước rìa hoặc nước đáy hoạt động tích cực, ít làm ngập các

giếng khai thác

■ Hiệu quả thường không cao

■ Sơ đồ khai thác ở chế độ tự nhiên, các giếng khai thác hoạt

Trang 12

Sơ đồ khai thác ở chế độ có duy trì áp suất vỉa

+Sơ đồ với mạng ô lưới: 400x400m, 600x600m, 800x800m và 1000x1000m;

+ Do tính chất bất đồng nhất cao theo diện tích, theo lát cắt của thân dầu;

+ Các giếng được bố trí bao trùm theo diện tích và theo chiều dày hiệu dụng của

Các giếng bơm ép sẽ hoạt động theo sơ đồ:

▪ bơm ép theo dãy;

▪ bơm ép theo cụm;

▪ bơm ép theo khu vực;

▪ bơm ép ở vùng rìa;

▪ bơm ép đồng đều;

Trong quá trình khai thác, mạng lưới giếng khoan sẽ được điều chỉnh đan dày

thêm hoặc giảm bớt số giếng tuỳ thuộc vào từng khu vực.

Trang 13

2.4 Biện luận và lựa chọn các phương án tính toán

Trên cơ sở sơ đồ khai thác và hệ thống duy trì áp suất vỉa được

lựa chọn cần tiến hành tính toán các phương án khai thác thân

dầu

a Các phương án khai thác ở chế độ tự nhiên

+ Phương án tính toán các giếng khai thác ở chế độ tự nhiên, có (hoặc không) tác động của nước rìa, nước đáy, tác động của mũ khí, chế độ tách khí của vỉa khi áp suất xuống thấp hơn áp suất bão hoà

+ Việc lựa chọn số lượng giếng khoan và sơ đồ bố trí hợp lý

quyết định hiệu quả khai thác

+ Ngoài phương án cơ sở, cần tính toán thêm 1-2 phương án

Trang 14

b Các phương án khai thác có bơm ép ở vùng rìa

+ Phương án tính toán có các giếng bơm ép ở vùng rìa;

thực hiện 1-3 phương án tính toán theo chế độ hoạt

động của của các giếng và 3-5 phương án xét theo số

lượng giếng

+ Xem xét việc bố trí các giếng bơm ép, quan hệ giữa số

lượng giếng bơm ép và giá trị áp suất vỉa

+ Phương án cơ sở được lựa chọn với áp suất vỉa bằng áp suất ban đầu, đảm bảo bù khai thác 100%

+ Các phương án tính toán khác được thực hiện trên cơ

sở thay đổi giá trị áp suất vỉa cần duy trì và sản lượng

dầu thu hồi

Trang 15

c Các phương án tính toán có bơm ép ở bên trong vùng khai thác

+ Thực hiện 3-5 phương án tính toán với số lượng giếng khai thác

khác nhau và 1-3 phương án với các chế độ hoạt động khác

nhau

Bơm ép, duy trì áp suất vỉa phải nhằm đạt các mục đích sau:

1 Duy trì áp suất vỉa, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra Các giếng

bơm ép phải mở qua tất cả các tầng sản phẩm và bao trùm theo diện tích;

2 Thu hồi dầu tối đa;

3 Đảm bảo khai thác các thân dầu theo các thời hạn xác định, cho

hiệu quả kinh tế tốt;

Việc bơm ép bên trong vùng khai thác có hiệu quả chỉ đối với

những mỏ lớn

Trang 16

d Phương án tính toán có bơm ép khí

+ Bơm ép khí được thực hiện vào vùng có mũ khí tự nhiên hoặc mũ khí nhân

tạo Cần tính toán một số phương án khác nhau về số lượng giếng khai thác, chế độ khai thác và khả năng duy trì áp suất vỉa.

+ Đối với những thân dầu nằm sâu, việc bơm ép khí rất khó khăn, cần xem xét điều kiện kỹ thuật thực hiện bơm ép khí và hiệu quả kinh tế.

2.5 Biện luận thời hạn hoạt động của mỏ

+ Biện luận và xác định thời hạn hoạt động của mỏ là vấn đề hết sức khó khăn

và chưa được nghiên cứu đầy đủ

+ Thời hạn hoạt động của mỏ phụ thuộc vào nhiều thông số: cấu trúc của mỏ,

trữ lượng dầu (khí), số lượng giếng khoan và phân bố, nhịp độ thu hồi dầu

v.v

+ Vị trí địa lý của mỏ - trên đất liền hoặc trên biển cũng ảnh hưởng lớn đến

việc quyết định nên kéo dài hoặc kết thúc sớm hoạt động của mỏ

+ Đối với các mỏ dầu trong đá chứa nứt nẻ, sau khi đạt giá trị đỉnh thường suy giảm đột ngột (hình 2.1), vì vậy vấn đề xác định thời hạn hợp lý hoạt động

của mỏ rất quan trọng

+ Một số mỏ dầu trong đá chứa nứt nẻ đã kết thúc khai thác, có tuổi thọ trung

Trang 17

Trang 18

2.6 Các giai đoạn khai thác

Giai đoạn I – giai đoạn đầu khai thác có đặc trưng:

+ Sự gia tăng sản lượng dầu đến mức cực đại (nhịp độ gia tăng

1-2% năm, theo trữ lượng cân đối);

+ Hệ số hoạt động của quỹ giếng tăng đến 0,6 ÷ 0,8 hoặc hơn;

+ Áp suất vỉa sụt giảm nhanh;

÷ 8,7 triệu tấn Cả giai đoạn này từ thân dầu khai thác được

45,6 triệu tấn dầu, nước trong sản phẩm 0,7%, áp suất vỉa sụt

giảm xuống còn 285,95 atm ở -3650m, hệ số thu hồi dầu η đạt

10,2%

Trang 19

Giai đoạn II – giai đoạn thu hồi dầu ở mức cao có đặc trưng:

+ Giai đoạn có sản lượng dầu thu hồi tương đối ổn định ở mức cao, kéo dài từ 3 ÷ 7 năm (dầu có độ nhớt thấp), từ 1 ÷ 2 năm (dầu có

độ nhớt cao);

+ Quỹ giếng hoạt động có số lượng lớn nhất;

+ Ngập nước các giếng khai thác tăng;

+ Hệ số thu hồi dầu η theo thời gian ở cuối giai đoạn này đạt 30 ÷

50%

+ Giai đoạn II- của thân dầu Móng mỏ Bạch Hổ từ 1998 - 2004

+ Sản lượng dầu hàng năm dao động từ 10 ÷ 12 triệu tấn, tổng cả

giai đoạn là 78,5 triệu tấn, nước trong sản phẩm lên đến ~7%

+ Hệ số thu hồi dầu η của giai đoạn đạt 27,8%

Trang 20

Giai đoạn III – giai đoạn thu hồi dầu bị sụt giảm được đặc trưng bởi:

+ Sản lượng dầu thu hồi sụt giảm (trung bình 10 ÷ 20% một năm đối với dầu có

độ nhớt thấp và 3 ÷ 10%, với dầu có độ nhớt cao);

+ Nhịp độ thu hồi dầu ở cuối giai đoạn 1 ÷ 2,5%;

+ Quỹ giếng sụt giảm;

+ Ngập nước các giếng tăng cao;

+ Hệ số thu hồi dầu η theo thời gian ở cuối giai đoạn này đạt 50 ÷ 60%

Ba giai đoạn một, hai và ba gọi chung là thời kỳ khai thác chính Tổng lượng dầu của cả ba giai đoạn đạt 80 ÷ 90% trữ lượng có thể thu hồi

+ Giai đoạn III có đặc trưng là sản lượng khai thác sụt giảm nhanh và thường

kéo dài trong một vài năm

+ Giai đoạn III của quá trình khai thác thân dầu Móng mỏ Bạch Hổ đang tiếp diễn, việc xác định giai đoạn này kéo dài đến thời điểm nào cần có những

phân tích khai thác tỉ mỉ

Trang 21

+ Cả giai đoạn này thu hồi được 10 ÷ 20% trữ lượng

+ Đối với thân dầu Móng mỏ Bạch Hổ, việc xác định thời gian tồn tại của các giai đoạn khai thác có ý nghĩa lớn

đến hoạt động của toàn mỏ

Trang 22

2.7 Phương pháp giếng đại diện

Ở giai đoạn đầu, khi tiến hành thiết kế các mỏ dầu, phương pháp giếng đại

diện được áp dụng để tính toán sản lượng dầu thu hồi và động thái áp suất

vỉa.

+ Phương pháp tương tự gợi ý sử dụng các thông số, kết quả tính toán, khai

thác của mỏ khác cho mỏ đang thiết kế Phương pháp tương tự đề cập đến

những yếu tố:

+ tương tự về cấu trúc địa chất, tương tự về mặt thạch học v.v.;

+ tương tự về các tính chất hoá-lý của dầu;

+ tương tự về hệ thống thuỷ lực của thân dầu v.v.

Hoạt động của cả thân dầu được biểu diễn bằng một giếng đại diện Giếng

đại diện có sản lượng dầu thu hồi bằng sản lượng của cả thân dầu, sự suy

giảm áp suất vỉa do giếng gây nên tương tự như do hoạt động của cả hệ

thống giếng khai thác.

+ Độ chính xác không cao, cho phép sơ bộ đánh giá khả năng khai thác của

thân dầu ở giai đoạn ban đầu

Phương pháp đã được áp dụng cho mỏ Rồng - Đồi Mồi

Trang 23

2.8 Tính toán hệ số thu hồi dầu theo phương pháp thống kê

+ Có nhiều phương pháp tính toán dự báo hệ số thu hồi dầu

+ Kết quả nghiên cứu, khảo sát trong thời gian dài khai thác 50 thân dầu vùng Uran-Pavonr của V.K.Gomzikov và N.A Motavoi, hệ số thu hồi dầu cuối

đời mỏ được xác định theo công thức:

η = 0,195 - 0,0078µ0 + 0,082 lgk + 0,00146Tv + 0,0039h + 0,18 Kn

- 0,054Qtl + 0,27Sg - 0,00086Sd

Công thức được áp dụng để tính toán dự báo hệ số thu hồi dầu ở giai đoạn

Trang 24

2.9 Sơ đồ khai thác phân vùng theo chiều sâu

+ Trên cơ sở chiều dày hiệu dụng của thân dầu, chia đối tượng thành nhiều

vùng khai thác, mỗi vùng tương ứng với một khoảng chiều sâu xác định, với

những đặc trưng địa chất-khai thác tương ứng;

+ Tiến hành khai thác vùng dưới cùng đầu tiên, những vùng tiếp theo được

đưa vào khai thác sau khi đã kết thúc thu hồi ở vùng phía dưới;

+ Các giải pháp tăng cường thu hồi dầu áp dụng cho mỗi phân vùng, phù hợp

với đặc trưng địa chất-khai thác của chúng.

+ Hệ thống bơm ép được bố trí ở vùng dưới cùng để duy trì áp suất vỉa và ép

đẩy dầu lên phía trên.

Ưu điểm của Sơ đồ khai thác phân vùng theo chiều sâu là thu hồi cơ bản các

trữ lượng dầu của từng vùng, hạn chế tối đa khả năng xâm nhập và dâng cao của nước bơm ép

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	1,65 MB